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TensorFlow实现简单的MNIST手写数字识别问题

TensorFlow实现简单的MNIST手写数字识别问题

作者: 平平又无奇 | 来源:发表于2017-08-27 20:30 被阅读411次
    1.单层神经网络
    #从TensorFlow中导入MNIST数据集
    import tensorflow as tf
    from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data
    mnist = input_data.read_data_sets("MNIST_data",one_hot=True) 
    #定义变量
    x = tf.placeholder(tf.float32,[None,784])
    y_ = tf.placeholder(tf.float32,[None,10])
    #创建神经网格
    W = tf.Variable(tf.zeros([784,10]))
    b = tf.Variable(tf.zeros([10]))
    y = tf.nn.softmax(tf.matmul(x,W) + b)
    #二次代价函数
    loss = tf.reduce_mean(tf.square(y_ - y))
    #梯度下降法
    train_step = tf.train.GradientDescentOptimizer(0.5).minimize(loss)
    #初始化变量
    init = tf.global_variables_initializer()
    #求准确率
    correct_prediction = tf.equal(tf.argmax(y,1),tf.argmax(y_,1))
    accuracy = tf.reduce_mean(tf.cast(correct_prediction,tf.float32))
    with tf.Session() as sess:
        sess.run(init)
    #对55000个训练数据进行21次训练
        for n in range(21):
            for i in range(550):
                batch_xs,batch_ys=mnist.train.next_batch(100)
                sess.run(train_step,feed_dict={x:batch_xs,y_:batch_ys})
                acc=sess.run(accuracy,feed_dict={x:mnist.test.images,y_:mnist.test.labels})
            print("Iter " + str(n)+",Testing Accuracy "+str(acc))
    
    • 通过以上的代码可以在测试数据上平均达到92% 的准确率
    2.增加一个隐藏层
    import tensorflow as tf
    from tensorflow.examples.tutorials.mnist import input_data
    mnist = input_data.read_data_sets("MNIST_data",one_hot=True) 
    #每个批次的大小
    batch_size = 100
    #计算一共有多少个批次
    n_batch = mnist.train.num_examples//batch_size
    #定义几个placeholder
    x = tf.placeholder(tf.float32,[None,784])
    y_ = tf.placeholder(tf.float32,[None,10])
    #keep_prob = tf.placeholder(tf.float32)
    #创建一个含隐藏层的神经网络
    w1 = tf.Variable(tf.truncated_normal([784,300],stddev=0.1))
    w2 = tf.Variable(tf.zeros([300,10]))
    b1 =tf.Variable(tf.zeros([300]))
    b2 =tf.Variable(tf.zeros([10]))
    L1=tf.nn.relu(tf.matmul(x,w1)+b1)
    y =tf.nn.softmax(tf.matmul(L1,w2)+b2)
    #二次代价函数
    loss=tf.reduce_mean(tf.square(y_ - y))
    #使用梯度下降法
    train_step=tf.train.GradientDescentOptimizer(0.5).minimize(loss)
    #初始化变量
    init=tf.global_variables_initializer()
    #结果存放在一个布尔型列表中
    correct_prediction=tf.equal(tf.argmax(y,1),tf.argmax(y_,1))
    #求准确率
    accuracy=tf.reduce_mean(tf.cast(correct_prediction,tf.float32))
    with tf.Session() as sess:
        sess.run(init)
        for epoch in range(21):
            for batch in range(n_batch):
                batch_xs,batch_ys=mnist.train.next_batch(batch_size)
                sess.run(train_step,feed_dict=({x:batch_xs,y_:batch_ys}))
            acc = sess.run(accuracy,feed_dict={x:mnist.test.images,y_:mnist.test.labels})
            print("Iter " + str(epoch)+",Testing Accuracy "+str(acc))
    
    • 其它条件不变,只增加一个隐藏层,训练21次可以达到95%左右的准确率,训练200次可以达到接近98% 的准确率。
    • 事实上,现在的Softmax Regression加入隐含层变成一个正统的神经网络后,再结合Dropout、Adagrad、ReLU等技术准确率可以达到98%。引入卷积层、池化层后,也可以达到99%的正确率。而目前基于卷积神经网络的state-of-the-art的方法已经可以达到99.8%的正确率。
      引用:《TensorFlow实战》

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